3. Chemická vazba. Slabé vazebné interakce. Krystaly

3. Chemická vazba. Slabé vazebné interakce. Krystaly

Struktura a vlastnosti prvků a sloučenin

- snahou všech systémů je dosáhnout stavu s co nejmenší energií a co největší stabilitou

- Nejstabilnější elektronová konfigurace atomů je se zcela zaplněnými nebo zcela prázdnými valenčními orbitaly

Tohoto stavu lze dosáhnout:

• Přijetím/odevzdáním elektronů a tvorbou iontů

• Sdílením elektronů s jiným atomem a vznikem větších útvarů – molekul

Molekula – elektroneutrální skupina dvou/více atomů spojených navzájem chemickou vazbou – základní stavební částice řady látek

Dělení molekul:

• Prvku b – H2

• Sloučenin - HCl

Molekulové ionty – kladný/záporný náboj – jsou stálé ve vodním prostředí nebo v krystalové struktuře

Radikály – vysoce reaktivní částice obsahující jeden a více nepárových elektronů

Chemická vazba

= interakce, která k sobě navzájem poutá sloučené atomy prvků v molekule prostřednictvím valenčních elektronů

− Vznik chemické vazby je spojen s uvolněním E

− Spojení valenčními elektrony = chemická vazba

Podmínky pro vznik chemické vazby:

1. Atomy (s vhodnou E a správnou prostorovou orientací) se přiblíží tak, že se překryjí valenční orbitaly, vyrovnají se přitažlivé a odpudivé síly

2. Valenční orbitaly musí obsahovat nepárové elektrony (liché) s opačným spinem

Obecné platnosti:

• Vazby vznikají při chemických reakcích

• Při tvorbě vazby se uvolňuje E – vazebná energie

• Pro rozštěpení vazby je nutno dodat E – disociační energie

• Energie vazebná a disociační mají stejnou velikost, liší se pouze znaménkem – udávají se v KJ.mol-1 – čím je vazebná (disociační) E větší, tím je vazba pevnější

• Délka vazby – vzdálenost jader atomů vázaných v molekule

Druhy chemických vazeb – kovalentní, iontová, kovová

Kovalentní vazba

- je třeba volného elektronového páru, který je sdílen oběma elektrony

- donor/akceptor

- každý z atomů spojených kovalentní vazbou dosahuje stabilní elektronové konfigurace nejbližšího vzácného plynu

Vaznost – počet kovalentních vazeb vycházejících z atomů prvku ve sloučenině, neboli počet vazebných elektronových párů, které atom sdílí s jinými atomy - o vaznosti rozhoduje snížení energie elektronů

Oktetové pravidlo – používá se k určení vaznosti prvků 2. a 3. periody

Příklad: Kyslík má 6 v. elektronů s2 p4, chybějí mu 2 elektrony do vzácného plynu tyto 2 atomy získá jejich sdílením s jiným atomem za tvorby dvou jednoduchých nebo jedné dvojné vazby

- Přiblížením dvou atomů dochází k průniku jejich valenčních orbitalů a vzniká energeticky výhodnější molekulový orbital

Podle tvaru rozlišujeme orbitaly typu σ a π:

• Obsazením molekulového orbitalu σ vzniká vazba σ, jejíž elektronová hustota je největší na spojnici jader

• Obsazením molekulového orbitalu π vzniká vazba π, jejíž elektronová hustota je největší mimo spojnici jader, ale v rovině touto spojnicí procházející